渣土类建筑垃圾的资源化利用技术研究与应用.docxVIP

随着我国基础设施建设迅猛发展，地下空间开发、房屋建筑、市政及道路工程建设产生大量渣土，据统计我国工程渣土产量约20亿t/年，存量已达100多t，占建筑废弃物的60%。工程渣土堆放不仅占用大量土地资源、造成环境污染，甚至发生渣土失稳垮塌等安全事故，如深圳光明新区渣土受纳场滑坡事件。因此，如何变废为宝，实现工程废弃渣土再利用，对贯彻节约资源和环境保护基本国策，加快建设资源节约型、环境友好型社会的总目标具有重要战略意义。

我国工程渣土的资源化利用基本处于起步阶段，在所有建筑固废中渣土类废弃物的利用率最低。对于建设规模较大的城市，大规模的工程渣土排放较大程度依赖于异地处置，以及低效初级利用，如低洼地填埋、基础回填、矿坑回填、围海造田等；缺乏规划和实施计划，高度不可控。目前工程渣土资源化利用主要有烧结制砖、非烧结制砖、制陶和路基填料回用等几个方式，而多数资源化利用方式均要求掺入其他骨料和添加剂，原料的级配有一定要求，因此通过资源化利用方式处置大规模的普通弃土较为困难，造成利用率很低；同时渣土类废弃物运输与处理、再生建材产品生产以及应用的中间转运环节多，各个环节处于脱离状态，未能形成产业链，造成成本过高。

目前，道路基础、基槽回填等工程施工中还需要大量的混凝土或土方等回填材料。肥槽回填常见的回填材料包括压实与非压实两大类。压实材料有素土、灰土混合料；采用素土回填，受作业空间和填料本身性能的限制，密实度和后期强度均难以保障；灰土混合料的掺料多为石灰、水泥类；石灰对土体强度提高有限，进展缓慢，水稳性也较差；水泥成型的土体干缩性较大，体积稳定性差，且工程成本较高。具有代表性的非压实回填材料有混凝土、气泡混合轻质土、流态粉煤灰等，但存在原材成本高、后期基础维修难度大的问题。近几年来，通过在工程弃土中加入固化剂改善土体性能用作回填材料，但所用固化剂通用性较差，一种固化剂只能提高一两项材料的性能，无法适应耐久性、耐水性、抗冻融等多方面要求。

为解决在各类工程基槽回填，特别是竖向不规则、作业空间狭窄的情况下存在施工效率低下、回填质量难以保证、渣土资源化利用率低、人工消耗量大的难题，研究以渣土为主要原材料的新型基槽回填材料，在满足施工要求前提下提高渣土的利用率。

1?新型流态基槽回填材料研究

新型流态基槽回填材料是以建筑基坑弃土为主要原材料，掺入一定比例的固化剂和水，充分拌和均匀后，形成的一种具有一定强度、自密实性、高水稳定性、低渗透性和保持长期稳定等特性绿色低碳材料。选取不同地区废弃渣土，经预处理后，通过室内试验研究新型基槽回填材料的特性，并确定配合比。对固化剂不同掺量的同体积同类渣土固化试块进行吸水试验，结果如图1所示。吸水量随着养护时间增加整体呈下降趋势；固化剂掺量为0.1%时，吸水量整体最小。

图1?不同固化剂含量的填筑料吸水量测试

对28d龄期现场用自密实填筑料（添加激发剂）和粉煤灰水泥土（无激发剂）进行了SEM试验，两者典型微观结构如图2中的（a）和（b）所示（整体结构约为200μm×200m）。比较发现自密实填筑料整体结构比粉煤灰水泥土更致密和均匀（表1）。

图2?SEM试验典型图

（a）自密实填筑料；（b）粉煤灰水泥土

表1?新型流态基槽回填材料特性

（掺量为0.15%同一配比固化剂）

通过试验确定28d无侧限抗压强度不小于0.5MPa；流动扩展度控制在150~180mm；初凝时间不小于3h；填筑料湿密度不低于1400kg/m3，如图3~图5所示。

图3?坍落度试验?????????????图4?渗透系数实验

图5?抗压强度试验

2?新型绿色低碳回填施工技术

新型绿色低碳回填施工技术是将施工现场的渣土、固化剂和水按一定配比进行搅拌，形成满足施工技术要求的流态基槽回填材料，通过溜槽或泵送到各类肥槽、基坑、矿坑，进行回填施工，无需分层碾压和振捣，自密实。

施工工艺涵盖填筑料的制备、填筑、养护及验收工艺，工艺流程图如图6所示。在制备新型流态基槽回填材料前需对原材料进行检验，确定配比；采用智能搅拌设备将渣土类建筑垃圾、固化剂、水按一定配比搅拌均匀，制成满足施工要求的自密实填筑料，并通过泵送或溜槽的方式将成品运送到施工作业面进行填筑，填筑后实施养护，并进行检验与验收。

图6?施工工艺流程

3?工程应用

3.1?工程概况

河北建投雄安·金湖未来城项目规划总用地面积69.41万m2，项目共分为6个标段，本标段为第二标段。位于56宗地E3路以南、奥威东路以北、N?11路以东、N?14路以西（不含绿地、市政道路）。地下建筑面积13.619172万m2，主要建设内容为人防、停车库、配套市政公用设施。该项目旁边为人造湖泊，水位较高，需要加强抗渗防渗功能。

如图7所示，回填区域紧邻N3和E3市政道路，市政道路动荷载对肥槽挤压形成不均匀沉降